Управление тактированием

В основе работы любого микроконтроллер лежит процесс тактирования.

Тактирование - это процесс подачи тактовых импульсов генератором.

Этот процесс необходим для синхронизации всех процессов в мк

Тактовая частота микроконтроллера - количество тактов, которые выполняет микроконтроллер, в секунду. От частоты зависит эффективность микроконтроллера.

Чем больше тактовая частота МК, тем большее количество операций он может выполнить за одну секунду. Она определяет порядок и скорость выполнения операций устройства.

Схема тактирования

Тактовые импульсы можно подавать двумя способами через внутренней и внешний генератор.

Существует несколько типов тактовых резонаторов:

1. RC-цепи
2. Керамичсекие резонаторы
3. Кварцевые резонаторы

Микроконтроллер MIK32 оснащен четырьмя генераторами, два на основе внешнего кварцевого резонатора и два на встроенном контуре RC.

• Внешние генераторы
  • OSC32K – генератор с выводами для подключения внешнего часового кварцевого резонатора;
  • OSC32M – генератор с выводами для подключения внешнего кварцевого резонатора для тактирования системы с частотой от 1 до 32 МГц (генератор по-умолчанию);
• Внутренние генераторы
  • HSI32M – встроенный генератор с частотой 32 МГц с возможностью корректировки частоты;
  • LSI32K встроенных генератора с частотой 32 кГц с возможностью корректировки частоты;
• монитор частоты, предназначен для контроля состояния источников тактирования во время работы микроконтроллера;

Управление тактированием

Для выбора источников тактирования, задания делителей частоты, управлением HSI32M и OSC32M используются регистры модулей PowerManager и WakeUp.

Для управления тактированием часов реального времени и управлением LSI32K и OSC32K используются регистры модуля WakeUp.

При включении питания и по внешнему сбросу:

• тактирование осуществляется от внешнего осциллятора 32 МГц (OSC32M);
• значения делителей шин AHB, APB_M, APB_P равны 0, то есть указанные шины работают на частоте осциллятора;
• тактирование RAM, EEPROM, SPIFI, PowerManager, WakeUp включено, тактирование остальных устройств выключено;
• тактирование сторожевого таймера осуществляется от встроенного осциллятора 32 МГц;
• внешние осцилляторы OSC32K и OSC32M включены. Перед использованием внешнего осциллятора его необходимо включить записью «0» в поле OCS32M;

Перед использованием внешнего осциллятора его необходимо включить запи- сью «0» в поле OCS32M_en регистра Generator блока WakeUp.

При необходимости, для снижения потребления встроенный осциллятор 32 MГц выключен путем записи «1» в поле RC32M_en регистра Generator блока PM.

Для подстройки встроенного осциллятора HSI32M используются поправочные коэффициент с допустимым значением от 0 до 255.

Для подстройки встроенного осциллятора LSI32K используются поправочные коэффициент с допустимым значением от 0 до 255.

Описание полей регистров модуля WU для управления тактированием пред- ставлено в таблице 1.

Описание полей регистров модуля PM для управления тактированием представлено в таблице 2.

Таблица 1. Регистры и поля управления тактированием модуля WU

Регистр	Смешение	Обозначение	Номер разряда	Описание
CLOCKS_SYS	0х14	OSC32M_EN	[0]	Включение/отключение внешнего осцилятора 0 – включение; 1 – отключение
		HSI32M_EN	[1]	Включение/отключение HSI32M 0 – включение; 1 – отключение
		ADJ_HSI32M	[9:2]	Поправочные коэффициенты HSI32M
		FORCE_32K_CLK	[11:10]	Принудительное переклю- чение на опорный источник для монитора частоты 2’b01 – принудительно выбран OSC32K 2’b10 – принудительно выбран LSI32K
CLOCKS_BU	0х10	OSC32K_EN	[0]	Включение/отключение внешнего осцилятора на 32 KГц 0 – включение; 1 – отключение
		LSI32K_EN	[1]	Включение/отключение LSI32К 0 – включение; 1 – отключение
		ADJ_LSI32K	[9:6]	Поправочные коэффициенты LSI32К
		RTC_CLK_MUX	[11:10]	Выбор источника тактирования часов реального времени: 0x1 – внутренний LSI32К; 1x2 – внешний осциллятор OSC32K
		OSC32K_SM	[14]	Режим повышенного потребления, активный уровень “0” для OSC32K

Таблица 2. Регистры управления тактированием модуля PM

Регистр	Смешение	Обозначение	Номер разряда	Описание
DIV_AHB	0x00	DIV_AHB	[7:0]	Делитель частоты AHB
DIV_APB_M	0x04	DIV_APB_M	[7:0]	Делитель частоты APB_M
DIV_APB_P	0x08	DIV_APB_P	[7:0]	Делитель частоты APB_P
AHB_MUX	0x24	AHB_CLK_MUX	[1:0]	Выбор источника тактирования системы: 0 – внешний OSC32M; 1 – внутренний OSC32M; 2 – внешний OSC32K; 3 – внутренний OSC32К
		FORCE_MUX	[3]	Запрет на принудительное переключение с выбранеого источника тактирования при пропадании тактирования
WDT_CLK_MUX	0x28	WDT_CLK_MUX	[1:0]	Выбор источника тактирования сторожевого таймера: 0 – внешний OSC32M; 1 – внутренний HSI32M; 2 – внешний OSC32K; 3 – внутренний LSI32К;
CLK_AHB_SET CLK_AHB_CLEAR	0x0C 0x10	CLK_AHB_SET CLK_AHB_CLEAR	[7:0]	Управление тактированием устройств на шине AHB. Запись «1» в CLK_AHB_SET включает тактирования, запись «1» в CLK_AHB_CLEAR отключает тактирование. Каждому биту соответствует одно устройство: 0 – Ядро; 1 – RAM; 2 – EEPROm; 3 – SPIFI; 4 – DMA; 5 – TCB; 6 – ускоритель криптографии; 7 – CRC32
CLK_APB_M_SET CLK_APB_M_CLEAR	0x14 0x18	CLK_APB_M_SET CLK_APB_M_CLEAR	[8:0]	Управление тактированием устройств на шине APB_M. Запись «1» в Clk_ APBm_Set включает тактирование, запись «1» в CLK_APB_M_CLEAR отключает тактирование. Каждому биту соответствует одно устройство: 0 – Блок управления питанием (PM - Power Monitor); 1 – контроллер прерываний; 2 – таймер32_0; 3 – контроллер выводов; 4 – Сторожевой таймер шины 5 – OTP; 6 – монитор питания системного домена 7 – блок WU батарейного домена 8 – RTC батарейного домена
CLK_APB_P_SET CLK_APB_P_CLEAR	0x1C 0x20	CLK_APB_P_SET CLK_APB_P_CLEAR	[16:0]	Управление тактированием устройств на шине APB_P. Запись «1» в Clk_ APBp_Set включает тактирование, запись «1» в CLK_APB_P_CLEAR отключает тактирование. Каждому биту соответствует одно устройство: 0 – сторожевой таймер; 1 – UART_0; 2 – UART_1; 3 – таймер16_0; 4 – таймер16_1; 5 – таймер16_2; 6 – таймер32_1; 7 – таймер32_2; 8 – SPI_0; 9 – SPI_1; 10 – I2C_0; 11 – I2C_1; 12 – GPIO_0; 13 – GPIO_1; 14 – GPIO_2; 15 – регистры аналоговых блоков; 16 – схема формирования прерываний GPIO